JP3064860B2 - フォーカス制御装置および記録媒体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に光ビームが
集束するように制御するためのフォーカス制御装置およ
び記録媒体に関する。より詳細には、ランドトラックお
よびグルーブトラックを有する記録媒体に情報を記録・
再生するときに、疑似のディフォーカスの影響を受けな
いフォーカス制御装置および記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、情報を記録できる光記録媒体は、
大容量のデータを保持できることから、音声、映像など
を表す情報を蓄積する媒体として重要になってきてい
る。一般に光記録媒体には、凹部と凸部とがスパイラル
状に形成されている。光記録媒体は、通常、円盤状をし
ているので、ここでは光記録媒体のことを「ディスク」
とよぶ。ディスクの凹部および凸部は、一般にランドま
たはグルーブとよばれる。ディスクは、スパイラル状の
ランドまたはグルーブに記録された情報を読み取るため
に、高速で回転される。接触することなく情報を読み取
るために、半導体レーザなどの光ビームは、ディスク上
に集束され（フォーカシングされ）、ディスクによって
反射される。反射された光の量から、記録された情報が
得られる。

【０００３】従来のフォーカシング制御の技術として
は、光学式「記録・再生装置」で用いられる非点収差方
式のフォーカス制御装置がある。なお、以下で「記録・
再生装置」というときは、記録装置、再生装置および記
録と再生とを両方をおこなうことのできる装置を総称す
る。単に「記録・再生」というときも、記録のみ、再生
のみ、および記録と再生とを両方おこなうことを総称す
る。

【０００４】図16(a)〜(e)を参照して、非点収差方式の
原理を説明する。非点収差方式においては、一対の集束
レンズとシリンドリカルレンズとによって集束されたデ
ィスクからの反射光は、４分割検出器160に照射され
る。図16(a)〜図16(e)は、光ビーム161の集束点とディ
スクとの距離が変化したときの４分割検出器160上の光
ビーム161の形状を示す。図16(a)は、光ビーム161の集
束点がもっともディスクから離れた状態を示し、図16
(c)はジャストフォーカス状態を示し、図16(e)は、光ビ
ーム161の集束点がもっともディスクに近づいた状態で
ある。図16(b)および図16(d)は、それぞれ図16(a)と図1
6(c)との中間の状態、および図16(c)と図16(e)との中間
の状態を示す。図16(a)〜図16(e)において、トラックの
長手方向（以下、「円周方向」という）は図の上下方
向、トラックを横断する方向（以下、「半径方向」とい
う）は図の左右方向に相当する。４分割検出器160の２
本の直交する分割線は、それぞれ円周方向と半径方向と
に沿う。フォーカスエラー信号、すなわちどの程度、ど
ちらの向きにフォーカスがずれているかを示す信号を得
るには、以下のようにする。４分割検出器160の対角に
位置する２組の検出器の光量和、つまり（Ａ＋Ｄ）およ
び（Ｂ＋Ｃ）を求め、次に得られた光量和の差を求めれ
ば、求めるフォーカスエラー信号162である｛（Ａ＋
Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）｝が得られる。非点収差方式の原理お
よび構成については、当業者にはよく知られており、例
えば、「光ディスク技術」尾上守夫監修、ラジオ技術
社、1.2.5章フォ−カシング、トラッキングエラーの検
出、第83〜85ページに記載されているのでここでは詳細
な記述を省略する。

【０００５】近年、光ディスクには、さらに高い記録密
度に対する要求がある。光ディスクの記録密度を高める
ための１つの方法としては、情報が記録されるトラック
の間隔（以下、「トラックピッチ」という）を小さくす
る方法がある。トラックピッチを小さくするために、ラ
ンドトラックおよびグルーブトラックを有するランド／
グルーブフォーマットの光ディスク（以下、「Ｌ／Ｇデ
ィスク」という）が提案されている。

【０００６】図17はＬ／Ｇディスクを模式的に表した図
である。従来の光ディスクにおいては、トラッキング制
御のためのグルーブか、隣接するグルーブに挟まれた領
域であるランドか、どちらか一方に情報の記録・再生は
行なわれていた。これに対してＬ／Ｇディスクでは、ラ
ンドおよびグルーブの両方を、情報が記録・再生される
トラックとして利用する。これによりトラックピッチが
等価的に２分の１になるので、光ディスクの容量を２倍
にすることが可能となる。Ｌ／Ｇディスクのトラック
は、グルーブを用いたグルーブトラック170（図17で点
を施した部分）と、ランドを用いたランドトラック171
（隣接するグルーブトラックで挾まれた部分）とが、一
回転毎に交互に配列されて形成される。Ｌ／Ｇディスク
のトラックは、グルーブトラック170とランドトラック1
71とが交互に形成された一本のスパイラル状であるの
で、ディスク全面において途切れることなく、データを
連続して記録・再生することが可能となる。

【０００７】図18は、図17において円で囲まれた、「ラ
ンドトラック171とグルーブトラック170との半径方向の
境界」180（以下、簡単のために「境界」とよぶことに
する）の拡大図を示す。「境界」180はディスク１回転
毎に存在し、その周方向の位置はトラックの半径方向に
関わらず一致するように設けられている。半導体レーザ
等の光源の波長をλとしたとき、グルーブの光学的深さ
ｄは、ほぼｄ＝λ／８を満足する凹構造または凸構造で
形成されている。ランドトラックはグルーブのない平坦
部である。よって光ビーム161がこのスパイラル状のト
ラックに沿って移動すると、光ビーム161は１回転毎に
グルーブトラックとランドトラックとに位置することに
なる。

【０００８】光学的深さがλ／８であるエッジにおいて
は、光ビームが回折される。そのために、光ディスクで
反射された光の、検出器における干渉パターンが変化す
ることは広く知られている。例えば、グルーブに対して
は、円周方向のエッジによる回折光のために干渉パター
ンが変化する。プッシュプル方式のトラッキング方法
は、この干渉パターンの変化を利用して、トラッキング
エラーを検出し、トラッキングエラー信号を出力する。
エッジによる回折光が、非点収差方式のフォーカスエラ
ー信号に影響を及ぼすこともまた周知である。（「光デ
ィスク技術」尾上守夫監修、ラジオ技術社、1.2.5章フ
ォ−カシング、トラッキングエラーの検出、第85〜87ペ
ージ参照）。これは、グルーブによる回折光が、４分割
検出器の対角ペアのそれぞれから均等に出力されないこ
とに起因する。

【０００９】この回折光の不均等の原因の一つとして、
光ビームの収差がある。光学ヘッドで使用する光学部品
を誤差ゼロで加工したり、組み立てたりすることは不可
能である。そのため、ディスク上に集束されて照射され
る光ビームは、その光軸に対して完全な対称形とはなら
ず、収差が生じる。また他の原因としては、実際の光デ
ィスクにおいて、ランドとグルーブとの間のエッジ部
が、正確に垂直に切り立ったステップ状ではなく、ある
程度の傾きをもつランプ状に形成されていることが挙げ
られる。しかもこの傾きは、個々のディスクによって異
なるのはもちろん、同一ディスク上においてもその位置
によって異なる。つまり、ディスクの断面をみたとき、
グルーブの両方のエッジを完全に左右対称に生成するこ
とは不可能であり、左右のエッジは若干の形状差を有す
る。光ビームがグルーブ上に位置するときと、ランド上
に位置する時とでは、グルーブのエッジが光ビームに対
して左右入れ替わる。光ディスクの断面をみた場合、例
えば、グルーブ上ではグルーブの右エッジが光ビームの
右側に位置するとすると、ランド上では、グルーブの右
エッジは光ビームの左側に位置する。

【００１０】上述したエッジによる不均等な回折光のた
め、光ビームが焦点誤差ゼロでフォーカスされていると
きであっても、４分割検出器上の干渉パターンは、非対
称となる。つまり、ジャストフォーカスであるにもかか
わらず、前述のフォーカスエラー信号はゼロとならな
い。実際のフォーカスのずれ（以下、「真のディフォー
カス」という）に対応しない、このフォーカスエラー信
号をここでは、「疑似のディフォーカス」による信号と
よぶことにする。光ビームがランドに照射されている
か、グルーブに照射されているかによる「真のディフォ
ーカス」の量は、０．１μｍ程度である。すなわち集束
レンズとランドとの距離、および集束レンズとグルーブ
との距離の差（以下「グルーブの深さ」という）は、
０．１μｍ程度である。いっぽう、疑似のディフォーカ
スに起因するフォーカスエラー信号は、２μｍ程度の
「真のディフォーカス」に相当する大きさをもつ。

【００１１】光ビームがジャストフォーカスの状態であ
るとき、例えば、ここでは光ビームがグルーブ上におい
てジャストフォーカスの状態であるとき、フォーカスエ
ラー信号がゼロになるように、光学系における４分割検
出器の位置を調整しておく。この場合、グルーブ上に光
ビームが集束していれば、疑似のディフォーカスによる
フォーカスエラー信号は発生しない。その結果、グルー
ブ上においては、疑似のディフォーカスによってフォー
カス制御が影響を受けることはなく、安定な情報の記録
・再生が可能である。

【００１２】しかし、ディスクからの回折光による、検
出器上での干渉パターンは、光ビームがランドに照射さ
れているか、グルーブ上に照射されているかによって変
化する。その結果、実質的に焦点誤差がゼロである場
合、つまりジャストフォーカスの状態で光ビームがラン
ド上に位置する場合であっても、疑似のディフォーカス
が生じてしまう。

【００１３】図19(a)〜図19(c)は、光ビーム161がディ
スク半径方向にトラックを横断したときの、フォーカス
エラー信号ERおよびトラッキングエラー信号TRの変化を
プロットしたものである。図19(b)および図19(c)の縦軸
は、それぞれ、フォーカスエラー信号ERおよびトラッキ
ングエラー信号TRの大きさを示し、横軸は、光ディスク
の半径方向の光ビーム161の位置を示す。図19(b)に示す
ように、グルーブトラック170において、フォーカスエ
ラー信号ERがゼロになるように調整すると、ランドトラ
ック171においては、疑似のディフォーカスによって、
フォーカスエラー信号ERの最大値は、ＤＦをとる。光ビ
ーム161がトラックを横断する速度は、十分に高速であ
る。そのため、光ビーム161がトラック横断するときに
発生するフォーカスエラー信号ERの周波数（すなわち単
位時間に横断するトラックの本数の逆数）は、フォーカ
ス制御系の応答周波数よりもじゅうぶん高い。したがっ
て光ビーム161がトラックを半径方向に移動するとき
の、疑似のディフォーカスによるフォーカス制御系の応
答は無視できる。トラックの半径方向の移動によって発
生する疑似のディフォーカスの量は、トラッキングエラ
ー信号TRに対して約90°位相がずれている。

【００１４】図20(a)および図20(b)は、光ビーム161が
グルーブトラック170からランドトラック171へと移動す
るときのフォーカスエラー信号ERの変化のようすを示
す。図20(a)は、光ディスクを上から見たときの、光ビ
ーム161とトラックとの関係を模式的に示し、図20(b)
は、図20(a)の光ビーム161の位置に対応するフォーカス
エラー信号ERの大きさの変化をプロットしている。

【００１５】図20(b)の位置Ｘ１においては、光ビーム1
61は完全にグルーブトラック170上に位置しており、フ
ォーカスエラー信号ERはゼロレベルである。これは、前
述のように光ビーム161がグルーブトラック170上に位置
するときに発生する、疑似のディフォーカスによるフォ
ーカスエラー信号ERは、ゼロになるよう調整されている
からである。

【００１６】図20(b)の位置Ｘ２においては、光ビーム1
61は、グルーブトラック170とランドトラック171との境
界180を通過しつつある。ここでも、図19(a)のように、
光ビーム161がトラック上を半径方向に移動することに
よって生じる疑似のディフォーカス信号の大きさをＤＦ
とする。光ビーム161が位置Ｘ２に達した瞬間には、疑
似のディフォーカスのために、フォーカスエラー信号ER
の大きさはＤＦを示す。しかし実際には、光ビーム161
が位置Ｘ２に達しても、フォーカスの状態は実質的に位
置Ｘ１のときと同じ、すなわちジャストフォーカスであ
る。言い換えると、疑似のディフォーカスによってフォ
ーカスエラー信号ERがＤＦであっても、真のディフォー
カスは生じていない。これは、前述の「グルーブの深
さ」が０．１μｍ程度であるのに対し、光ビーム161の
焦点深度は、±１μｍ程度だからである。焦点深度と比
較すると、真のディフォーカス量は、無視できる程度に
小さいのである。

【００１７】Ｌ／Ｇディスクにおいては、光ビームは、
ディスク一回転ごとにランドトラックとグルーブトラッ
クとに位置する。疑似のディフォーカスは、光ビームが
ランドトラック上に位置する間、すなわち光ビームがデ
ィスク１回転分を走査する期間にわたり発生する。光ビ
ームがトラックを横断する場合、つまり光ビームが半径
方向に移動する場合と異なり、ディスクの回転周波数
は、フォーカス制御系の応答周波数よりもじゅうぶん小
さい。具体的には、ディスクの回転周波数は、たかだか
数１０Ｈｚ程度（すなわち回転周期は数１０ｍｓ程度）
である。したがって、光ビームがランドトラックとグル
ーブトラックとを交互に走査しているときには、数ｋＨ
ｚ程度の応答周波数をもつフォーカス制御系は、数１０
Ｈｚ程度の周波数をもつ疑似のディフォーカスによるフ
ォーカスエラー信号に応答してしまう。しかも疑似のフ
ォーカスに起因するディフォーカスの量は２μｍ程度で
ある。以上のことから、真のディフォーカスが生じる。

【００１８】図20(a)および図20(b)に示すように、光ビ
ーム161が位置Ｘ２から位置Ｘ３に達するまでの間（時
間にして数ｍｓ程度）、フォーカス制御系は、フォーカ
スエラー信号ERを負帰還することによって、フォーカス
エラー信号ERがゼロになるように制御する。その結果、
位置Ｘ３においては、フォーカスエラー信号ERはゼロに
収束する。上述のように、光ビーム161がＸ２からＸ３
に移動する数ｍｓの期間は、フォーカス制御系が制御を
おこなって、フォーカスエラー信号ERをほぼゼロに整定
するのに必要な時間、すなわちフォーカス制御系の応答
時間よりじゅうぶん長い。位置Ｘ３では、フォーカスエ
ラー信号ERはゼロである。しかし、疑似のディフォーカ
スに基づくフォーカスエラー信号ERのレベルＤＦをゼロ
にするべくフォーカス制御がなされたので、実際には、
疑似のディフォーカスに相当する真のディフォーカスが
生じている。疑似のディフォーカスに起因する真のディ
フォーカスは、フォーカスエラー信号検出方式、フォー
カス制御系、光学ヘッドなどによって異なる。しかし、
光ビームの焦点深度（±１μｍ程度）と比較すると、疑
似のディフォーカスによる真のディフォーカスは数μｍ
程度と大きいので、信号の記録再生を困難にしたり、フ
ォーカス制御はずれを引き起こしたりする。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術におい
ては、次に示す問題があった。すなわち、トラックの円
周方向に沿ったエッジにおける回折によって、疑似のデ
ィフォーカスが生じる。光ビームのフォーカス制御系
は、この疑似のディフォーカスに対応してしまう結果、
真のディフォーカスが生じる。

【００２０】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、疑似のディ
フォーカスに起因するフォーカスエラー信号の影響を受
けず、その結果、高精度なフォーカス制御が可能なフォ
ーカス制御装置および記録媒体を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本発明によるフォーカス
制御装置は、ランドトラックおよびグルーブトラックが
交互に直列的に配列された記録媒体であって、前記ラン
ドトラックおよび前記グルーブトラックの両方に情報を
記録することが可能な記録媒体上に、光ビームを集束す
るように制御するフォーカス制御装置であって、前記光
ビームを前記記録媒体上に収束させる集束手段と、前記
光ビームの前記記録媒体上における集束状態を検出し、
前記集束状態を表す信号を出力する集束状態検出手段
と、前記集束状態検出手段の出力の値と目標値とを比較
し、その比較結果に応じて前記集束手段を移動すること
により、前記光ビームの前記記録媒体上での収束状態を
所望の状態に維持する制御手段と、前記光ビームが前記
ランドトラック上に照射されているときには前記目標値
を第１の目標値に設定し、前記光ビームが前記グルーブ
トラック上に照射されているときには前記目標値を前記
第１の目標値と異なる第２の目標値に設定する目標値設
定手段と、前記光ビームが前記ランドトラックと前記グ
ルーブトラックとの境界を通過した後に、前記集束状態
検出手段の出力をサンプリングするサンプリング手段と
を備え、前記第１の目標値および前記第２の目標値の少
なくとも一方は、前記サンプリング手段によってサンプ
リングされた値に基づいて設定され、そのことにより、
上記目的が達成される。前記サンプリング手段は、前記
光ビームが前記ランドトラックと前記グルーブトラック
との前記境界を通過した時刻から、前記制御手段の応答
時間より短い所定の時間内に、前記集束状態検出手段の
出力をサンプリングしてもよい。 前記ランドトラックと
前記グルーブトラックとの前記境界の位置を示す識別子
が前記記録媒体に設けられており、前記サンプリング手
段は、前記識別子によって生成された信号に応答して、
前記集束状態検出手段の出力をサンプリングしてもよ
い。 前記識別子は、トラックを他のトラックから識別す
るためのアドレスであってもよい。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【作用】本発明のフォーカス制御装置によれば、光ビー
ムがランドトラックかグルーブトラックか、どちらに照
射されているかに応じて、フォーカス制御の目標値を変
える。光ビームが実質的にジャストフォーカスの状態で
あるにもかかわらず生じる「疑似のディフォーカス」に
よるフォーカスエラー信号が発生しても、発生したフォ
ーカスエラー信号と同じ値をもつ目標値を設定すること
によって、その疑似のディフォーカスがフォーカス制御
に影響を与えないようにできる。

【００４１】フォーカス制御の目標値を疑似のディフォ
ーカスによるフォーカスエラー信号をサンプリングする
ことによって設定する場合、サンプリングのタイミング
決定は、フォーカスエラー信号自体の変化を検出するこ
とによって実現できる。そのため、記録媒体自体にはサ
ンプリングのタイミングを与える情報を記録しなくても
よい。

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【実施例】以下に図面を参照しながら、本発明を実施例
について説明する。なお、以下の説明において、同じ参
照記号は同じ要素を表す。

【００４６】図１は、本発明によるフォーカス制御装置
の第１の実施例のブロック図である。半導体レーザ１
は、情報を記録・再生するための光ビーム161を発生す
る。発生された光ビーム161は、コリメータレンズ２で
平行光にされたあと、偏光ビームスプリッタ３で反射さ
れ、λ／４板４（λは光ビーム161の波長）を通過す
る。集束レンズ５は、λ／４板４を通った光ビーム161
をディスク７上に集束し、照射する。ディスク７は、モ
ータ６によって回転される。

【００４７】ディスク７からの反射光は、集束レンズ
５、λ／４板４および偏光ビームスプリッタ３を介し
て、検出レンズ15およびシリンドリカルレンズ16によっ
て集束されたのち、４分割検出器８に照射される。検出
レンズ15およびシリンドリカルレンズ16は、非点収差を
意図的に発生する。４分割検出器８は、非点収差方式に
よってフォーカスエラー量を検出し、フォーカスエラー
信号を発生するために用いられる。この非点収差方式の
フォーカスエラー信号検出の原理および構成について
は、当業者にはよく知られており、例えば、「光ディス
ク技術」（尾上守夫監修、ラジオ技術社、1.2.5章フォ
−カシング、トラッキングエラーの検出、第83〜85ペー
ジ）に記載されている。

【００４８】４分割検出器８の出力は、加算器17および
加算器18によって、対角位置にある検出器のペアの光量
の和を算出する。差動回路９は、加算器17および加算器
18からの出力を受け取り、それらの差を算出することに
よって、ディスク７上の光ビーム161の集束状態を表す
フォーカスエラー信号ERを出力する。差動回路９の出力
するフォーカスエラー信号ERは、増幅率が１である差動
増幅器31の非反転入力へ与えられる。差動増幅器31の出
力は、フォーカス制御系の制御的安定性を確保するため
の位相補償回路10に入力される。位相補償回路10の出力
は、フォーカス制御に必要なループゲインを確保するた
めのゲイン補償回路11を介して、駆動回路12に入力され
る。フォーカスアクチュエータ13は、光ビーム161をフ
ォーカシングするために、駆動回路12の出力に応じて集
束レンズ５をほぼ光ビーム161の光軸と平行な方向に駆
動する。図１に示す、以上の要素によりフォーカス制御
系のループが構成される。

【００４９】差動増幅器31の反転入力および非反転入力
は、ともに増幅率１で出力されるように設定されてい
る。フォーカス制御の目標値（通常、一定の電圧で表現
される）は、反転入力に与えられる。ここでフォーカス
制御が動作することによって、フォーカス制御系が定常
状態に達しているときのことを考える。このとき差動回
路９の出力するフォーカスエラー信号は、差動増幅器31
の反転入力に与えられている目標値に等しいオフセット
値へと収束する。すなわち差動増幅器31の反転入力端子
への入力を変化させることによって、フォーカスエラー
信号ERが収束すべきＤＣ電圧レベル、すなわちフォーカ
ス制御の目標値を自由に設定できる。

【００５０】差動回路９の出力するフォーカスエラー信
号ERは、フォーカスエラー信号ERをホールドするための
サンプル・ホールド回路20に入力される。サンプル・ホ
ールド回路20の出力は、さらにサンプル・ホールド回路
27に入力されており、サンプル・ホールド回路27の出力
は、フォーカス制御の目標値として、差動増幅器31の反
転入力に与えられる。

【００５１】加算器17および加算器18の出力は、加算器
19で加算される。ディスク７からの反射光量を表す、加
算器19の出力信号は、アドレス読み取り回路21に入力さ
れて、後述するディスク７上に記録されているアドレス
ID0〜ID3が読み取られる。アドレス読み取り回路21は、
アドレスの内、後述するID0を読み取ると、ID0検出信号
DETを遅延回路22を介してタイミング発生器23に出力す
る。タイミング発生器23はID0検出信号DETが入力される
と、サンプル・ホールド回路20および27へのホールド信
号を後述するあらかじめ定められたタイミングでそれぞ
れ出力する。前述のようにサンプル・ホールド回路20お
よび27は、ホールド信号がHIGHレベルの間は、それぞれ
の入力信号をホールドし、LOWレベルの間は、サンプリ
ングした入力値をそのまま出力する。遅延回路22の遅延
時間については後述する。

【００５２】図２に本発明のフォーカス制御装置で用い
るディスク７の構造を模式的に示す。ディスク７には、
半導体レーザ１の発する光ビーム161の波長λに対し
て、光学的深さ（屈折率も考慮されている）がほぼλ／
８の凹構造のグルーブを用いたグルーブトラック170
（図２において点を施した部分）と、凸部であるランド
を用いたランドトラック171（隣接するグルーブトラッ
ク170で挾まれた部分）が形成されている。ランドトラ
ック171およびグルーブトラック170は、一回転毎に交互
に配列されており、その結果、ディスク７の全面にわた
り、直列的につながった一本のスパイラルが形成されて
いる。トラック上においてランドトラック171とグルー
ブトラック170との境界は、ディスク１回転毎に存在す
る。境界の位置は、トラックの半径方向の位置に関わら
ず一致するように設けられている。またディスク７の各
トラックにはトラック識別のために４個のアドレス部ID
0〜ID3が、ディスク７の円周方向に等間隔に配置されて
いる。アドレス部ID0〜ID3にはトラック識別のためのト
ラックアドレスと同時に、１回転に４個存在するアドレ
ス部（ID0〜ID3）のうち、どれに相当するかを識別する
ためのセクタアドレスが設けられている。

【００５３】図３は、図２に示すディスクのトラックの
フォーマット例を示す。各トラックは、それぞれセクタ
０からセクタ３までの４つのセクタに分割されている。
各セクタは、アドレス部と、情報を記録・再生するデー
タ部とからなる。アドレス部には、セクタの先頭を示す
セクタマークSM、信号読み取り用PLL引き込みのための
単一周波数領域VFO、アドレスの先頭であることを示す
アドレスマークAM、トラックアドレスTR-ID、セクタア
ドレスSC-ID、エラーチェック用の巡回冗長検査符号CR
C、アドレス部の終わりを示すポストアンブルPAが、こ
の順番で読み出されるように配置されている。アドレス
読み取り回路21は、トラックアドレスTR-IDおよびセク
タアドレスSC-IDを読み取ることによって、光ビーム161
がどのトラックに位置するかを判別すると同時に、さら
に１トラック中のどのセクタに位置するかを判別でき
る。各トラックのアドレス部ID0〜ID3は、同一の半径方
向の線上に配置されている。

【００５４】図２を再び参照すると、ID0は各トラック
において最後に読まれるアドレスである。すなわち光ビ
ームは、IDOを通過したあとは、境界を通過するまでの
間に他のアドレス部ID1〜ID3を通過しない。ID0は境界
に対して、光ビームがトラック上を走査する向きとは反
対の側に位置している。ここで、「光ビームがトラック
上を走査する」とは、「光ビームのディスク上における
照射スポットが、トラック上をディスクの円周方向に走
査する」ことをいう。

【００５５】図４は、図２において円で囲まれたアドレ
ス部ID0および境界180の近傍を拡大して示す。アドレス
部は一般に、凹凸構造のピット列で形成されており、凹
凸構造のピット列がアドレス情報を記憶する。アドレス
読み取り回路21は、ピット列による反射光量の変化を表
す信号を受け取り、光ビームの位置を検出する。それぞ
れのピットの幅はトラック幅より狭く、またピットの長
さは光ビームの半径ないし直径程度である。そのため、
ピット列における回折によるフォーカスエラー信号の変
動は、疑似のディフォーカスによるフォーカスエラー信
号の変動に比較すると、非常に小さい。図４に示される
ようにID0は、境界180の手前に距離ｗをおいて設けられ
ている。ここで、境界180の「手前に」とは、境界180に
対して、「光ビームが走査する方向と反対の方向に」と
いうことを意味する。アドレス部ID0と境界180との間に
は、アドレス部ID0の手前に位置するランドトラック171
またはグルーブトラック170と同じ種類のトラックが存
在するように構成されている。

【００５６】図５は、本発明による記録媒体の実施例で
あるディスク７の断面図を示す。ディスク７は、図５の
下方から上方に向かって、射出成形などの方法で凹凸の
トラックがその上に形成されたポリカーボネイトなどか
らできた基材510、断熱のための誘電体層520、情報を光
ビーム161によって記録・再生するための相変化型の記
録材料で構成された記録膜530、光ビーム161の透過を防
止するための反射膜540、および以上の各層をスクラッ
チなどから保護するための保護層550を含む。光ビーム1
61は、ディスク７の基材510側から照射され、情報の記
録・再生がおこなわれる。本明細書では、便宜上、ディ
スク７に対して光ビーム161が入射する側に突出してい
るトラックを「ランドトラック」171とよび、隣接する
ランドトラック171に挟まれているトラックを「グルー
ブトラック」170とよぶ。しかし光ビーム161が入射する
側に突出しているトラックを「グルーブトラック」とよ
び、隣接するグルーブトラックに挟まれているトラック
を「ランドトラック」と定義する場合もある。また記録
膜としては光磁気型記録層を用いてもよい。

【００５７】図６は、さらに大きな記憶容量を実現する
ための、両面ディスクの断面図を示す。両面ディスク
は、例えば図５の単板ディスク２枚を、保護層550が互
いに接するように接着層600によって貼り合わせられて
形成される。このような構成の両面ディスクに記録・再
生するときは、図６に示すように下側からだけでなく、
上側からも光ビーム161を照射することができる。その
結果、両面ディスク１枚は、単板ディスク２枚分の記憶
容量を有する。本発明が適用されるディスクは、単板デ
ィスクおよび両面ディスクのどちらであっても、その構
成、効果には大差ない。したがって以下の説明では、単
板ディスクについてだけ説明をするが、本発明のフォー
カス制御装置および記録媒体が両面ディスクについても
適用可能であることは、当業者には明らかだろう。

【００５８】図７(a)〜(g)は、本発明によるフォーカス
制御装置および記録媒体における、フォーカス制御の動
作を示す。図７(a)は、ディスク７の回転によって光ビ
ーム161がグルーブトラック170に沿って走査し、アドレ
ス部ID0およびグルーブトラック170とランドトラック17
1との境界180を通過して、ランドトラック171に至ると
きの、トラック上における光ビーム161の位置を模式的
に示す。図７(b)、(c)、(d)、(e)、(f)および(g)の縦軸
は、図７(a)のように光ビーム161がトラックを走査する
ときの、ID0検出信号DET、サンプル・ホールド回路20へ
のホールド信号SH20、サンプル・ホールド回路27へのホ
ールド信号SH27、フォーカスエラー信号ER、サンプル・
ホールド回路20の出力信号OUT20およびサンプル・ホー
ルド回路27の出力信号OUT27をそれぞれ示しており、横
軸は時間である。図７(b)〜(g)の横軸は、図(a)の横軸
と対応するように表示されている。すなわち、図７(a)
の横軸上の距離Ｘａと、図７(b)〜(g)の横軸上の時間Ｔ
ｂとが、同一の長さで表現されるとき、距離Ｘａと時間
Ｔｂとの関係は、Ｘａ＝ｖ・Ｔｂであり、ここでｖは、
光ビーム161がトラックを走査する線速度を表す。

【００５９】図７(a)〜(g)以降の説明では、簡単化のた
めに、グルーブトラック170においてディフォーカスが
発生しておらず（すなわちジャストフォーカスであ
り）、その結果フォーカスエラー信号ERがゼロを示すよ
うに調整されているとする。またタイミング発生器23か
らのホールド信号SH20およびSH27は、それぞれLOWレベ
ルおよびHIGHレベルに設定されている。このときサンプ
ル・ホールド回路20のスイッチ24は短絡されているの
で、サンプル・ホールド回路20は、入力信号に等しい信
号を出力している。サンプル・ホールド回路27のスイッ
チ28は開放されているので、サンプル・ホールド回路27
は、コンデンサ29にホールドされている電圧を出力して
いる。簡単化のため、コンデンサ29のホールド電圧の初
期値は、ゼロであり、サンプル・ホールド回路27の出力
の初期値もゼロであるとする。よってこのときフォーカ
ス制御の目標位置を設定する差動増幅器31の反転入力端
子への入力値、すなわちフォーカス制御の目標値はゼロ
である。

【００６０】光ビーム161がID0に位置すると、アドレス
部の円周方向に沿ったエッジによる回折によってフォー
カスエラー信号ERが変動する。しかしながらアドレス部
ID0のピット列のエッジの幅および長さは、光ビーム161
の直径に比較して小さい。したがって通常、アドレス部
ID0の回折による疑似のディフォーカス量は極めて小さ
く、フォーカスエラー信号ERの変動はわずかである。ア
ドレス部ID0と境界180との間の距離ｗは、アドレス部ID
0によるフォーカスエラー信号ERの微小な変動が、後述
のフォーカスエラー信号ERのサンプリングをおこなうま
でにじゅうぶん収束するように設けてある。すなわち距
離ｗは、ｗ＞ｖ・Ｔｒを満たしており、ここで、ｖはデ
ィスクに対する光ビーム161が走査する線速度、Ｔｒは
フォーカス制御系の応答特性によって決定される応答時
間である。

【００６１】アドレス読み取り回路21は、光ビーム161
がアドレス部ID0の後端に位置する時刻T1において、ID0
検出信号DETを遅延回路22に出力する。ID0検出信号DET
は、遅延回路22によって遅延され、時刻T3においてタイ
ミング発生器23に入力される。遅延回路22の遅延時間Ｄ
Ｔは、光ビーム161が距離ｗを移動し、さらに境界180を
越えてランドトラック171上に位置するまでの時間、つ
まり（T3−T2）と等しい。時刻T2においては、前述の疑
似のディフォーカスに対応するフォーカスエラー信号ER
がステップ状に発生する。本発明の特徴の一つは、この
疑似のディフォーカスに対応するフォーカスエラー信号
ERをサンプリングし、フォーカス制御の目標値として使
うことにある。したがって時刻T3において、ランドトラ
ック171におけるフォーカスエラー信号ERがサンプル・
ホールド回路20によってサンプリングされる必要があ
る。そのため光ビーム161がID0の後端を通過する時刻T1
と、境界180を通過する時刻T2との差をＡＴとすると、
少なくともＡＴ＜ＤＴでなければならない。つまり遅延
時間ＤＴには下限が存在する。さらに実際のハードウェ
アによって制御系が実現される場合には、光ビーム161
がランドトラック171に達するのとまったく同時に、疑
似のディフォーカスがフォーカスエラー信号ERに反映さ
れるわけではなく、若干のタイムラグが生じる。つま
り、疑似のディフォーカスを表すフォーカスエラー信号
ERをサンプリングするには、時刻T2と時刻T3との間に
は、ある程度のマージンがなければならない。

【００６２】いっぽう、遅延時間ＤＴには上限も存在す
る。なぜなら、ランドトラック171におけるフォーカス
制御のための目標値は、時刻T2のあと、制御系が疑似の
ディフォーカスによるフォーカスエラー信号ERに完全に
追従してしまう前に、グルーブトラック170における目
標値と置き換えられなければならないからである。図７
(e)を参照すると、時刻T2において疑似のディフォーカ
スによるフォーカスエラー信号ＤＦが発生すると、疑似
のディフォーカスにフォーカス制御系が応答する。その
結果、時刻T3においては、疑似のディフォーカスによる
フォーカスエラー信号ERは、ＤＦ’に減少する。フォー
カス制御の目標値がグルーブトラック170におけるフォ
ーカスエラー信号ER（この場合はゼロレベルの信号）だ
と、フォーカスエラー信号ERがゼロになるように制御系
は動作し、そのため真のディフォーカスが発生してしま
う。つまり、遅延時間ＤＴは、疑似のディフォーカスに
対するフォーカス制御の応答が無視できる程度に、じゅ
うぶん短く設定されなければならない。さらに言い換え
れば、ＤＦとＤＦ’とがほぼ等しい点とみなせる範囲に
おいてフォーカスエラー信号ERをサンプリングする必要
がある。ＤＦとＤＦ’との差があまり大きすぎると、フ
ォーカス制御の目標値がずれることになり、その結果、
疑似のディフォーカスの影響が生じる。以上のことか
ら、少なくとも期間（T3−T2）は、フォーカス制御系の
応答時間Ｔｒよりは短くなければならない。期間（T3−
T2）は、Ｔｒ／３よりも短いことが好ましく、Ｔｒ／１
０よりも短ければさらに好ましい。

【００６３】本実施例では、遅延時間ＤＴは、ＡＴ＝ｗ
／ｖ＜ＤＴ＜ＡＴ＋Ｔｒを満たすように設定される。こ
こでＡＴは、ID0検出信号DETが出力されてから光ビーム
161がランドトラックに達するのに要する時間、Ｔｒは
制御系の応答時間を示す。ここで距離ｗが、ディスク上
の光ビーム161の位置、つまり走査されているトラック
によって異なる場合、距離ｗをアドレス部から得られた
トラック情報（トラック位置）に基づいて算出してもよ
い。こうすれば、距離ｗが、トラックの半径と比例する
場合でも、トラック位置を用いて距離ｗを決定できる。

【００６４】タイミング発生器23は、時刻T3に遅延され
たID0検出信号DETを受け取ると、時刻T3から時刻T5の間
（期間HT1）にわたり、ホールド信号SH20をHIGHレベル
にセットする。その結果、サンプル・ホールド回路20は
そのHT1の間、時刻T3におけるフォーカスエラー信号ER
をホールドする。遅延回路22の遅延時間が前述のように
設定されているため、サンプル・ホールド回路20は、ラ
ンドトラック171で生じる疑似のディフォーカスによる
フォーカスエラー信号ERをホールドする。タイミング発
生器23は、時刻T3においてホールド信号SH20をHIGHレベ
ルにセットすると同時に、時刻T3から時刻T4の間（期間
HT2）にわたり、ホールド信号SH27をHIGHレベルからLOW
レベルにセットする。ホールド信号がLOWレベルになる
と、スイッチ28が短絡されてコンデンサ29への充電が開
始されて、サンプル・ホールド回路27の出力OUT27はや
がてその入力に等しくなる。時刻T3より期間HT2経過し
た時刻T4において、ホールド信号SH27は再びHIGHレベル
になり、サンプル・ホールド回路27は、その入力すなわ
ち、ランドトラック171で生じる疑似のディフォーカス
に起因するフォーカスエラー信号ERをホールドして出力
する。

【００６５】サンプル・ホールド回路27の出力は、前述
のように差動増幅器31の反転端子に入力されているの
で、時刻T4以降は、ランドトラック171上の疑似のディ
フォーカスによるフォーカスエラー信号ERの値がフォー
カス制御の目標値となる。このためフォーカス制御系は
ランドトラック171において、疑似のディフォーカスを
反映するフォーカスエラー信号ERには影響されず、その
結果、真のディフォーカスの発生を防ぐことができる。

【００６６】時刻T3から期間HT1が経過した時刻T5にお
いて、ホールド信号SH20は、再度LOWレベルにセットさ
れる。その結果、サンプル・ホールド回路20は、入力さ
れているフォーカスエラー信号ERをホールドすることな
しにそのまま出力する。よって期間HT1とHT2の関係は、
HT2＜HT1となるように設定されている。

【００６７】図８(a)〜(g)は、本発明によるフォーカス
制御装置および記録媒体において、光ビーム161がラン
ドトラック171からグルーブトラック170へと移動すると
きのフォーカス制御の動作を示す。図８(a)〜(g)は、図
７(a)〜(g)の時刻T1〜T5からディスクをほぼ１回転する
時間が経過したときの図である。図８(a)は、ディスク
７の回転によって光ビーム161がこんどはランドトラッ
ク171に沿って移動し、アドレス部ID0および境界180を
通過して、グルーブトラック170にいたるときの、トラ
ック上におけるディスク７の位置を模式的に示す。図８
(b)、(c)、(d)、(e)、(f)および(g)は、図８(a)のよう
に光ビーム161が移動するときの、ID0検出信号DET、サ
ンプル・ホールド回路20へのホールド信号SH20、サンプ
ル・ホールド回路27へのホールド信号SH27、フォーカス
エラー信号ER、サンプル・ホールド回路20の出力信号OU
T20およびサンプル・ホールド回路27の出力信号OUT27
を、それぞれ示しており、横軸は時間である。図８(b)
〜(g)の横軸は、図８(a)の横軸と対応するように表示さ
れている。

【００６８】ランドトラック171上では、フォーカスエ
ラー信号ERは、ディスク１回転前でサンプル・ホールド
回路27がサンプル・ホールドした疑似のディフォーカス
によるフォーカスエラー信号ER分だけ、直流的にオフセ
ットされている。しかしこのとき、真のディフォーカス
は生じておらず、つまり光ビーム161はディスク７上で
ジャストフォーカス状態である。

【００６９】時刻T8以前において、タイミング発生器23
によってホールド信号SH20およびSH27は、上述のように
それぞれLOWレベル、HIGHレベルにセットされている。
そのため、サンプル・ホールド回路20は、その入力信号
に等しい信号を出力しており、サンプル・ホールド回路
27は、ディスクがほぼ１回転する時間だけ前の時刻にサ
ンプリングされた、疑似のディフォーカスに起因するフ
ォーカスエラー信号ERを出力している。光ビーム161が
アドレス部ID0に位置すると、アドレス部ID0の円周方向
に沿ったエッジによる回折によってフォーカスエラー信
号ERが変動する。しかしフォーカスエラー信号ERの変化
はわずかなため、アドレス部ID0に起因する大きなディ
フォーカスは発生しない。

【００７０】アドレス読み取り回路21は、アドレス部ID
0の後端部である時刻T6において、検出されたID0検出信
号DETを遅延回路22に出力する。遅延回路22は、ID0検出
信号DETを遅延させ、時刻T8にタイミング発生器23に入
力する。タイミング発生器23は、前述のように期間HT1
にわたって、ホールド信号SH20をHIGHにする。その結
果、サンプル・ホールド回路20は、時刻T8におけるフォ
ーカスエラー信号ERをホールドする。このとき光ビーム
161はランドトラックとグルーブトラックとの境界を通
過し、グルーブトラック170上に位置した直後である。
そのためランドトラック171上で発生していた疑似のデ
ィフォーカスは発生しなくなり、フォーカスエラー信号
ERは、ほぼゼロレベルに戻る。よってサンプル・ホール
ド回路20は、ほぼゼロレベルの信号をサンプリングして
ホールドする。

【００７１】タイミング発生器23は、時刻T8〜T9（期間
HT2）にわたり、ホールド信号SH27をHIGHレベルからLOW
レベルにセットする。サンプル・ホールド回路20のホー
ルドする信号は、時刻T9以降においてはサンプル・ホー
ルド回路27がホールドして出力する。その結果、グルー
ブトラック上におけるフォーカス制御の目標値は、ラン
ドトラック171での疑似のディフォーカス信号に依存す
ることなく、ジャストフォーカス状態であるほぼゼロレ
ベルに設定される。

【００７２】時刻T8より期間HT1が経過した時刻T10にお
いて、ホールド信号SH20が、再度LOWレベルに設定され
る。その結果、サンプル・ホールド回路20は、入力され
ているフォーカスエラー信号ERをホールドすることなし
にそのまま出力する。さらにディスクがほぼ一回転した
あとに、光ビーム161は再度、境界を通過し、ふたたび
グルーブトラック170からランドトラック171へと移動す
る。以後は、図７(a)〜(g)および図８(a)〜(g)によって
説明した動作が、ディスクの２回転ごとに繰り返され
る。

【００７３】上述のような構成によって、ランドトラッ
クとグルーブトラックとがディスク１回転ごとに交互に
配置されているディスクにおいても、疑似のディフォー
カスの影響を受けることがない。すなわち、フォーカス
制御の目標値として、バイアスされたサンプル値を用い
ることによって、疑似のディフォーカスに起因するフォ
ーカスエラー信号がゼロになるような制御を防ぐことが
できる。その結果、常にすべてのトラックにおいてジャ
ストフォーカス状態を維持することが可能なフォーカス
制御装置を構成することができる。

【００７４】上記実施例では、タイミング発生器のトリ
ガとして、アドレス部ID0を通過したことを表すID0検出
信号を利用して、サンプル・ホールド回路20および27へ
のホールド信号SH20およびSH27を生成している。しかし
上記トリガは、ID0検出信号だけに限られるものではな
い。ID0以外のアドレス、例えばID3を用いる場合には、
以下のように構成すれば同様の効果が得られる。アドレ
ス読み取り回路21は、アドレス部ID3を検出し、ID3検出
信号を遅延回路22に出力する。遅延回路22は、ID3検出
信号を遅延させてタイミング発生器23に出力する。遅延
回路22の遅延時間DT3は、前述の遅延時間DT1の代わり
に、光ビーム161が、ディスク７の回転によってアドレ
ス部ID3の後端から境界の直後へ位置するまでに要する
時間に等しく設定される。すなわちディスク７が１回転
する周期をTROT、ディスク１回転中に通過するアドレス
の数をNとすると、DT3＝DT1＋TROT／Nとなるように設定
すればよい。例えば、本実施例によるディスク７の場
合、N=4である。

【００７５】上記のように遅延時間を設定することによ
って、ID3検出信号は、前述の検出信号ID0とタイミング
が一致する。ID3検出信号をトリガとして用いることに
よっても、前述の実施例ようにタイミング発生器23、サ
ンプル・ホールド回路20および27を動作させることがで
き、同様の効果を得ることができる。より一般的には、
ランドトラックとグルーブトラックとの境界からｎ番目
のアドレスとして位置するアドレス部を利用してもよ
い。このときの遅延回路22の遅延時間DT(n)は、DT(n)＝
DT1＋n・TROT／Nとなるように設定すればよい。

【００７６】光ビーム161の走査する線速度が一定でな
くても、トラックの情報に基づき、走査する線速度を求
めることができる。例えば、トラックの位置によって線
速度が異なるときに、アドレス部からトラックの位置を
求め、さらにそのトラック上での線速度を算出する。こ
のようにして得られた線速度に応じて、遅延時間を設定
すれば、線速度が一定でないときにも適切なタイミング
でサンプリングできる。 以上のように本発明は、フォ
ーカス制御の目標値を設定する目標値設定回路と、ラン
ドトラックとグルーブトラックとの境界を検出する検出
器と、フォーカスエラー信号をサンプリングし、ホール
ドするサンプル・ホールド回路とを設けて、境界の直後
にサンプリングし、ホールドしたフォーカスエラー信号
を目標値設定回路によってフォーカス制御の目標値とし
ている。その結果、グルーブトラックとランドトラック
とにおける疑似のディフォーカスがフォーカスエラー信
号に影響を与える場合であっても、ジャストフォーカス
となるフォーカス位置をフォーカス制御系の目標値とし
て設定できる。その結果、本発明によれば、疑似のディ
フォーカスによる影響を受けないフォーカス制御を実現
することが可能になる。

【００７７】第１の実施例においては、各トラックを走
査するときにそのつど、フォーカスエラー信号をサンプ
リングしている。その結果、疑似のフォーカスによるフ
ォーカスエラー信号の大きさが、(1)ディスクのおかれ
た環境（温度、湿度など）、(2)ディスク上の位置（内
周部のトラックか、外周部のトラックか）および(3)個
々のディスクの製造誤差および変形、などに起因して変
化しても、各トラックにおける適正な目標値をサンプリ
ングして用いることができ、フォーカス制御の精度が向
上するという効果を有する。

【００７８】前述の実施例では、ランドトラックとグル
ーブトラックとにおけるフォーカス制御の目標値を、境
界の直後のフォーカスエラー信号をサンプリングし、ホ
ールドすることによって設定した。しかしながら、フォ
ーカス制御の目標値は、必ずしも上記方法によって得ら
れた値に限定されない。例えば、ランドトラックとグル
ーブトラックとで発生する疑似のディフォーカス量がほ
ぼ一定値、ＤＦ２となる場合には、以下の方法を適用す
ることもできる。すなわちサンプル・ホールドされたフ
ォーカスエラー信号値の代わりに、２つの定電圧発生器
を用い、選択的に目標値として制御系に与えてもよい。

【００７９】図９は本発明の第２の実施例のフォーカス
制御装置のブロック図を示す。図９において、図１と同
一の構成要素については説明を省略する。また本実施例
で使用するディスクは、第１の実施例で用いたディスク
７とほぼ同一であるので、その構成図は省略する。図９
において、定電圧発生器40および41は、ランドトラック
およびグルーブトラックにおけるフォーカス制御の目標
値を出力として与える。定電圧発生器40および41の出力
は、アナログスイッチ42の２つの入力に与えられる。ア
ナログスイッチ42は、アナログスイッチ42の制御端子へ
の入力信号に応じて、スイッチへの２つの入力信号（こ
こでは、定電圧発生器40および41からの出力）を選択的
に出力する。アナログスイッチ42の出力は、フォーカス
制御の目標値として差動増幅器31の反転入力に与えられ
る。制御信号がHIGHレベルのときには定電圧発生器40の
出力が、LOWレベルのときには定電圧発生器41の出力
が、差動増幅器31の反転入力に与えられる。定電圧発生
器40は、ゼロレベルの信号を出力する。定電圧発生器41
は、ランドトラック上で発生する疑似のディフォーカス
に起因するディフォーカス量ＤＦ２の信号を出力する。

【００８０】いっぽう、アドレス読みとり回路21の出力
DETは、ランド・グルーブ識別回路43に入力される。ラ
ンド・グルーブ識別回路43は、光ビームがランドトラッ
クに位置するか、グルーブトラックに位置するかを、読
みとったアドレス値に応じて判別する。前述のようにデ
ィスク７は１回転ごとにグルーブトラックとランドトラ
ックとが交互に設けられており、またアドレス部には、
トラックアドレスとセクタアドレスが設けられている。
トラックアドレスとしては、例えば、外側のトラックか
ら内側のトラックへと順番に整数値が割り当てられた一
連のアドレスが用いられる。ランド・グルーブ識別回路
43は読みとったトラックアドレスが偶数であるか、奇数
であるかによって光ビーム161がランドトラックに位置
するか、グルーブトラックに位置するかを容易に判別す
ることができる。ランド・グルーブ識別回路43の出力
は、光ビーム161がグルーブトラックに位置するときに
はHIGHレベルに、ランドトラックに位置するときにはLO
Wレベルにセットされ、この出力は、アナログスイッチ4
2の制御端子に出力する。以上より、差動増幅器31の反
転入力には、フォーカス制御の目標値として、光ビーム
161がグルーブトラック上に位置するときには定電圧発
生器40の出力が、またランドトラックに位置するときに
は定電圧発生器41の出力が与えられる。したがって実施
例１と同様に、疑似のディフォーカスがフォーカスエラ
ー信号に影響を及ぼす場合であっても、ジャストフォー
カスとなるフォーカス位置に対応するフォーカスエラー
信号をフォーカス制御系の目標値に設定できる。このた
め疑似のディフォーカスが生じても、フォーカス制御に
は誤差を引き起こさないフォーカス制御装置および記録
媒体を実現できる。上述の定電圧発生器40および41の出
力信号のレベルは、ゼロおよびＤＦ２に限られない。光
ビーム161がランドトラック上に位置するときにフォー
カスエラー信号がゼロになるよう調整されている場合
は、定電圧発生器40および41の出力レベルが、それぞれ
ＤＦ２およびゼロであればよい。本実施例においては、
２つの定電圧発生器からの出力を選択的に切り換えるこ
とによって、フォーカス制御の目標値を変化させた。し
かし、目標値を異なるレベルに設定できれば本発明の効
果は得られ、出力レベルが変化できる単一の電圧発生器
を用いてもよい。なお目標値を切り換えるタイミングを
生成する方法は、実施例１のとき同様なので説明を省略
する。

【００８１】フォーカスエラー信号をサンプリングする
タイミングを得る方法は、上述のアドレスを用いる方法
に限定されない。図10は、アドレス部の代わりにランド
トラック171とグルーブトラック170との境界180を識別
するために用いられる識別子100（以下、単に「識別子1
00」という）を各トラックに有するディスクを示す。図
10に示す識別子100は、トラックやセクタなどに関する
情報を含んでいる必要は必ずしもないが、それらの情報
を含んでいてもよい。識別子100に必要とされる条件
は、ディスク上の他のデータに対して「ユニークなマー
ク」を有することによって、他のデータと区別されるこ
とだけである。これは、識別子100がデータ領域110に存
在するために、必要となる条件である。識別子100が非
データ領域120に位置する場合については、後述する。
「ユニークなマーク」とは、ディスク上に記録されてい
る他のデータと一意的に区別されうるようなマークをい
う。本実施例においては、ユニークなマークとして、識
別子100以外のデータが取りうる連続したビット列の最
大の長さよりも長いような連続したビット列を用いる。
例えば、識別子以外のデータがとりうる連続した「１」
の数が、最大で１６であると仮定する。このときビット
誤りのことを考慮しなければ、１７個の連続する「１」
からなるビット列は、識別子100以外のデータと一意的
に区別でき、したがってユニークなマークだといえる。
前述の図２に示すディスクと同様に、識別子100は、境
界180の「手前」に存在する。すなわち光ビーム161は、
まず識別子100を通過し、その後、境界180を通過する。

【００８２】図10に示すディスクにおいても、識別子10
0と境界180との間の距離は、前述の距離ｗに相当するだ
け離れているほうが好ましい。なぜなら識別子100によ
るフォーカスエラー信号の変動は、識別子100と境界180
との距離を光ビーム161が走査する時間に整定されるか
らである。

【００８３】図11は、図10に示すディスクを用いるフォ
ーカス制御装置のブロック図を示す。図11の構成におい
ては、加算器19の出力は、図１のアドレス読み取り回路
21の代わりに、識別子検出器44に入力される。識別子検
出器44は、加算器19の出力を受け取り、所定の長さより
も長い連続したビット列を検出する機能を有しており、
これによって識別子の存在を識別する。識別子検出器44
は、識別子が存在することを識別すると、遅延回路22を
介して識別子検出信号IDTをタイミング発生器23に与え
る。識別子検出信号IDTが入力されると、タイミング発
生器23は、図１に示された実施例と同様に２つのホール
ド信号をサンプル・ホールド回路20および27にそれぞれ
所定のタイミングで出力する。これによって図11に示す
フォーカス制御装置においても、図１に示すフォーカス
制御装置と同様に、ランドトラックとグルーブトラック
とに生じる疑似のディフォーカスに影響されないフォー
カス制御が実現できる。遅延回路22が識別子検出信号ID
Tを遅延させる時間は、光ビームの走査線速度をｖと
し、識別子100の後端と境界180との距離をｗとすると、
実施例１と同様にして決定できる。

【００８４】図12は、データが記録・再生されるデータ
領域以外の領域（非データ領域）120に識別子130を設け
たディスクを示す。図12に示すディスクの識別子130
は、データ領域110よりもディスクの内周側に存在する
非データ領域内120に位置している。したがって、デー
タの記録・再生をおこないながら、境界180の位置を識
別するためには、データの記録・再生用の光ビーム161
および検出器などとは別に、識別子を検出するための光
ビームおよび検出器など（不図示）を用いる。図２およ
び図10に示すディスクと同様に、ディスク回転に対し
て、識別子130は境界180の手前に位置している。図12の
ディスクにおいては、識別子130の半径方向の位置が、
非データ領域内に配置されている。したがって、図10の
ディスクの識別子100が占めていた領域を、データ領域1
10としてデータの記録・再生のために利用できる。その
結果、ディスクの記憶容量を増やすことができる。図12
のディスクの識別子130は、データ領域110外に設けられ
ているので、図10のディスクの識別子100のようにユニ
ークなマークである必要はない。例えば、データ領域11
0の部分と反射率が異なるエリア（例えば反射率が高い
エリア）を設けるだけで、識別子130として機能を果た
す。

【００８５】図13は、図12に示すディスクを用いるフォ
ーカス制御装置のブロック図を示す。図13のフォーカス
制御装置では、フォトカプラ45が識別子を検出する。フ
ォトカプラは、発光部および受光部（不図示）を有し、
発光部からの光ビーム161がディスク７の非データ領域
に照射され、受光部がディスクで反射された光ビーム16
1を受けるように配置されている。フォトカプラ45の出
力は、差動増幅器46の非反転入力に与えられている。定
電圧発生器47から出力された所定の電圧は、比較信号と
して差動増幅器46の反転入力に与えられている。差動増
幅器46は、２つの入力信号を比較し、フォトカプラ45の
出力のほうが大きい場合にはHIGHレベルを、小さい場合
にはLOWレベルを、エッジ検出器48の入力に与える。エ
ッジ検出器48は、差動増幅器46からの出力の、立ち上が
りエッジを検出する。前述のように識別子の反射率は、
例えばその他の領域の反射率より高い。そのため、図13
の構成によるフォーカス制御装置によって識別子を検出
できる。エッジ検出器48の出力は、遅延回路22を介し
て、タイミング発生器23の入力に与えられる。タイミン
グ発生器23は、エッジ検出信号が入力されると、図１を
参照して述べたの同様に、サンプル・ホールド回路20お
よび27に、２つのホールド信号をそれぞれ所定のタイミ
ングで出力する。以上のように、図13に示したフォーカ
ス制御装置によっても、図１のフォーカス制御装置と同
様に疑似のディフォーカスに影響されないフォーカス制
御が実現できる。

【００８６】上述の識別子に識別子と境界との距離の情
報も記録しておけば、識別子を読み出すと同時に、識別
子と境界との距離もわかる。この距離と光ビーム161の
走査する線速度とから、光ビーム161が識別子から境界
まで走査するのに要する時間がわかり、この時間にした
がってサンプリングするタイミングを定めることができ
る。その結果、光ビーム161が一定速度で走査しない場
合にも、リアルタイムでタイミング情報を得られ、フォ
ーカス制御装置自体の構成を簡単化できる。このような
手法は、識別子を有するディスクだけでなく、アドレス
部を有するディスクに対しても応用できる。つまり、ア
ドレス部と境界との距離ｗの情報をアドレス部に記録し
ておくことによっても、同様にサンプリングタイミング
を求めるための情報を得られる。また識別子の中に、ア
ドレス情報、例えばトラックアドレスやセクタアドレス
に関する情報を含ませてもよい。

【００８７】これまで説明した、サンプリングのタイミ
ングを決めるためのアドレス部または識別子（以下の説
明では、識別子で代表させる）は、境界の「近隣」手前
に存在することが好ましい。光ビーム161が識別子を通
過してから、境界を通過するまでにディスクが回転する
角度を便宜上、ここでは「差分角」とよぶことにする。
「近隣」手前に存在するとは、この「差分角」が小さい
ことをここでは意味する。識別子が近隣手前に存在する
ことが好ましい理由は、以下のとおりである。差分角が
大きすぎると、ディスクの回転角速度の誤差によって、
目標値をサンプリングするタイミングがずれてしまうか
らである。実際には差分角は、０．５ｒａｄより小さい
ことが好ましく、０．２ｒａｄより小さいければさらに
好ましい。 前述の実施例においては、いずれもアドレ
ス部または識別子を用いてランドトラックとグルーブト
ラックとの境界を検出した。以下には、識別子を用いる
ことなしにフォーカス制御を実現するフォーカス制御装
置を説明する。図14は、本発明による識別子を用いない
フォーカス制御装置のブロック図を示す。図14のフォー
カス制御装置においては、フォーカスエラー信号自身の
変化を調べることによって境界を検出する。これを可能
にするため、差動回路９の出力するフォーカスエラー信
号ERは、差動増幅器49の非反転入力にも与えられる。差
動増幅器49の反転入力には、定電圧発生器50から出力さ
れる所定の電圧が比較信号として与えられる。差動増幅
器49は、２つの入力を比較して、フォーカスエラー信号
が大きい場合はHIGHレベルを、フォーカスエラー信号が
小さい場合はLOWレベルを出力OUT49として出力する。定
電圧発生器50の出力する比較信号のレベルについては後
述する。差動増幅器49の出力OUT49は、エッジ検出器51
および遅延回路52を介してタイミング発生器23の入力に
与えられる。エッジ検出器51は、両エッジ検出型の検出
器であり、その入力信号において立ち上がりエッジまた
は立ち下がりエッジのどちらかを検出すれば、エッジ検
出信号OUT51を出力する。タイミング発生器23は、遅延
回路52で遅延されたエッジ検出信号OUT51が入力される
と、図１を参照して説明したのと同様に、サンプル・ホ
ールド回路20および27に２つのホールド信号SH20および
SH27を、それぞれ所定のタイミングで出力する。

【００８８】図15(a)〜(h)は、図14のフォーカス制御装
置の動作を説明するために、光ビーム161の位置と各部
の波形とを示している。図15(a)は、ディスク７の回転
により光ビーム161がトラックに沿って走査するとき
の、トラック上の光ビーム161の位置を示す。光ビーム1
61は、まずグルーブトラック170上に位置しており、ラ
ンドトラック171とグルーブトラック170との境界180を
通過して、ランドトラック171上に達し、さらに１回転
して再び境界180を通過して、グルーブトラック170に達
する。図15(b)〜(h)の縦軸は、それぞれ、フォーカスエ
ラー信号ER、差動増幅器49の出力OUT49、エッジ検出器5
1の出力OUT51、サンプル・ホールド回路20に与えられる
ホールド信号SH20、サンプル・ホールド回路27に与えら
れるホールド信号SH27、サンプル・ホールド回路20の出
力OUT20およびサンプル・ホールド回路27の出力OUT27を
示し、横軸は、図15(a)の横軸、すなわちトラック上の
光ビーム161の位置と対応している。

【００８９】図15の(a)〜(h)以降の説明では、簡単化の
ために、グルーブトラック171においてはディフォーカ
スが発生しておらず（すなわちジャストフォーカスであ
り）、その結果、グルーブトラック171上のフォーカス
エラー信号ER（図14の差動回路９からの出力）もゼロレ
ベルであるとする。またタイミング発生器23からのホー
ルド信号SH20およびSH27は、それぞれLOWレベルおよびH
IGHレベルに設定されている。このときサンプル・ホー
ルド回路20のスイッチ24は短絡されているので、サンプ
ル・ホールド回路20は、入力信号に等しい信号を出力し
ている。サンプル・ホールド回路27のスイッチ28は開放
されているので、サンプル・ホールド回路27は、コンデ
ンサ29にホールドされている電圧を出力している。

【００９０】光ビーム161が境界180に達すると、前述の
ように疑似のディフォーカスに起因して、フォーカスエ
ラー信号ERはディフォーカス量ＤＦを示す。定電圧発生
器50は図15(b)のように、比較信号として、ほぼＤＦ’
／２のレベルの電圧を差動増幅器49の反転入力に与え
る。このため差動増幅器49の出力OUT49は、光ビーム１
６１が境界に位置する時刻Ｔ１１において、LOWレベル
からHIGHレベルに変わる。エッジ検出器51は、この立ち
上がりエッジを検出して、エッジ検出信号OUT51を遅延
回路52に出力する。境界を通過する時刻T11において、
検出されたエッジ検出信号OUT51は遅延回路52を介し
て、時刻T12にタイミング発生器23に入力される。遅延
回路52の遅延時間DUは、光ビーム161が境界180を通過
し、かつ光ビーム161の全体が完全にランドトラック171
上に位置するのに必要な時間に設定されている。タイミ
ング発生器23は、時刻T12においてエッジ検出信号OUT51
を受け取ると、図１を参照して説明したように、期間HT
1にわたりホールド信号SH20をHIGHレベルに、ホールド
信号SH27をLOWレベルにセットする。以下の動作は前述
の実施例と同様であるので、その詳細な説明は省略する
が、やはり疑似のディフォーカスがフォーカス制御に与
える影響を除去できる。

【００９１】さらにディスクが１回転すると、時刻T15
において光ビーム161は、ランドトラック171からグルー
ブトラック170へと移動する。グルーブトラック170にお
いては、フォーカスエラー信号ERがゼロになるように、
光ビーム161に対する４分割検出器の位置が調整されて
いる。したがってフォーカスエラー信号ERのレベルは、
ゼロになる。その結果、差動増幅器49の出力OUT49はHIG
HレベルからLOWレベルに変化する。エッジ検出器51は、
立ち下がりエッジを検出してエッジ検出信号OUT51を出
力する。以下、同様に時刻T15からDUだけ遅れた時刻T16
から、期間HT1にわたりホールド信号SH20をHIGHレベル
に、期間HT2にわたりホールド信号SH27をLOWレベルに設
定する。以下の動作の詳細は省略するが、やはり疑似の
ディフォーカスがフォーカス制御に与える影響を除去で
きる。上記の比較信号は、ＤＦ’／２に限られない。ま
た差動増幅器49が、ヒステリシス特性を有していれば、
光ビーム161が境界を通過するときに生じる、フォーカ
スエラー信号ERに含まれるスパイク状ノイズを阻止でき
る。

【００９２】以上の実施例では、ランドトラックとグル
ーブトラックとが交互に直列的に配列されているディス
クを用いることを想定した。しかし、記録・再生におい
て、疑似のディフォーカスが生じるようなディスクであ
れば、ランドトラックとグルーブトラックとが交互に直
列的に配列されていなくても、本発明を適用できる。例
えば、ディスク１回転ごとの境界がなく、単一のランド
トラックと、単一のグルーブトラックとがスパイラル状
に形成されており、ランドトラックとグルーブトラック
との両方に情報が記録・再生されるディスクについて
も、本発明を適用できる。このようなディスクは、例え
ば、グルーブトラックを最外周から最内周まで走査して
から、ランドトラックを最外周から最内周まで走査す
る。したがって、この場合にも、疑似のディフォーカス
がフォーカス制御に与える影響をなくすことができる。

【００９３】

【発明の効果】本発明のフォーカス制御装置によれば、
光ビームがランドトラックかグルーブトラックか、どち
らに位置するかに応じて、フォーカス制御の目標値を変
える。そのため、疑似のディフォーカスによってフォー
カスエラー信号が変化しても、フォーカス制御に影響を
与えないようにできる。したがって、ランドトラックと
グルーブトラックとにおいて情報を記録・再生する光デ
ィスクにおいても、高精度なフォーカス制御が実現でき
る。

【００９４】本発明のフォーカス制御装置によれば、フ
ォーカスエラー信号の変化を検出し、検出されたタイミ
ングに基づきフォーカスエラー信号をサンプリングす
る。その結果、記録媒体自体にはサンプリングのタイミ
ングを与える情報を記録しなくてもよい。したがって、
光ディスクに記憶できる容量を増やすことができるとと
もに、フォーカス制御装置の構成を簡略化できる。

【００９５】

【００９６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるフォーカス制御装置の第１の実施
例のブロック図である。

【図２】本発明のフォーカス制御装置で用いるディスク
７の構造を模式的に示す図である。

【図３】図２に示すディスクのトラックのフォーマット
例を示す図である。

【図４】図２において円で囲まれたアドレス部ID0およ
び境界の近傍を拡大して示す図である。

【図５】本発明による記録媒体の実施例であるディスク
７の断面図を示す図である。

【図６】両面ディスクの断面図を示す図である。

【図７】（ａ）〜（ｇ）は、本発明によるフォーカス制
御装置および記録媒体において、光ビームがグルーブト
ラックからランドトラックへと移動するときのフォーカ
ス制御の動作を示す図である。

【図８】（ａ）〜（ｇ）は、本発明によるフォーカス制
御装置および記録媒体において、光ビームがランドトラ
ックからグルーブトラックへと移動するときのフォーカ
ス制御の動作を示す図である。

【図９】本発明の第２の実施例のフォーカス制御装置の
ブロック図である。

【図１０】アドレス部の代わりに識別子を各トラックに
有するディスクを示す図である。

【図１１】図１０に示すディスクを用いるフォーカス制
御装置のブロック図である。

【図１２】非データ領域に識別子を設けたディスクを示
す図である。

【図１３】図１２に示すディスクを用いるフォーカス制
御装置のブロック図である。

【図１４】本発明による、識別子を用いないフォーカス
制御装置のブロック図である。

【図１５】（ａ）〜（ｈ）は、図１４のフォーカス制御
装置の動作を説明する図である。

【図１６】（ａ）〜（ｅ）は、光ビームの集束点とディ
スクとの距離が変化したときの４分割検出器上の光ビー
ムの形状を示す図である。

【図１７】Ｌ／Ｇディスクを模式的に表した図である。

【図１８】図１７において円で囲まれた、ランドトラッ
クとグルーブトラックとの半径方向の境界の拡大図であ
る。

【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、光ビームがディスク半径
方向にトラックを横断したときの、フォーカスエラー信
号およびトラッキングエラー信号の変化を説明する図で
ある。

【図２０】（ａ）および（ｂ）は、光ビームがグルーブ
トラックからランドトラックへと移動するときのフォー
カスエラー信号の変化のようすを説明する図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ２ コリメータレンズ ３ 偏光ビームスプリッタ ４ λ／４板 ５ 集束レンズ ６ レンズ ７ ディスク ８ ４分割検出器 ９ 差動回路 １０ 位相補償回路 １１ ゲイン補償回路 １２ 駆動回路 １３ フォーカスアクチュエータ １５ 検出レンズ １６ シリンドリカルレンズ １７、１８、１９ 加算器 ２０、２７ サンプル・ホールド回路 ２１ アドレス読み取り回路 ２２ 遅延回路 ２３ タイミング発生回路 ３１ 差動増幅器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 真一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 木納 俊之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 苅田 吉博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−141701（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 7/09 - 7/095 G11B 7/007

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランドトラックおよびグルーブトラック
   が交互に直列的に配列された記録媒体であって、前記ラ
   ンドトラックおよび前記グルーブトラックの両方に情報
   を記録することが可能な記録媒体上に、光ビームを集束
   するように制御するフォーカス制御装置であって、前記 光ビームを前記記録媒体上に収束させる集束手段
   と、前記 光ビームの前記記録媒体上における集束状態を検出
   し、前記集束状態を表す信号を出力する集束状態検出手
   段と、前記 集束状態検出手段の出力の値と目標値とを比較し、
   その比較結果に応じて前記集束手段を移動することによ
   り、前記光ビームの前記記録媒体上での収束状態を所望
   の状態に維持する制御手段と、前記 光ビームが前記ランドトラック上に照射されている
   ときには前記目標値を第１の目標値に設定し、前記光ビ
   ームが前記グルーブトラック上に照射されているときに
   は前記目標値を前記第１の目標値と異なる第２の目標値
   に設定する目標値設定手段と、前記光ビームが前記ランドトラックと前記グルーブトラ
   ックとの境界を通過した後に、前記集束状態検出手段の
   出力をサンプリングするサンプリング手段と を備え、 前記第１の目標値および前記第２の目標値の少なくとも
   一方は、前記サンプリング手段によってサンプリングさ
   れた値に基づいて設定される、 フォーカス制御装置。
2. 【請求項２】 前記サンプリング手段は、前記光ビーム
   が前記ランドトラックと前記グルーブトラックとの前記
   境界を通過した時刻から、前記制御手段の応答時間より
   短い所定の時間内に、前記集束状態検出手段の出力をサ
   ンプリングする、請求項１に記載のフォーカス制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記ランドトラックと前記グルーブトラ
   ックとの前記境界の位置を示す識別子が前記記録媒体に
   設けられており、 前記サンプリング手段は、前記識別子によって生成され
   た信号に応答して、前記集束状態検出手段の出力をサン
   プリングする、請求項１に記載のフォーカス制 御装置。
4. 【請求項４】 前記識別子は、トラックを他のトラック
   から識別するためのアドレスである、請求項３に記載の
   フォーカス制御装置。